JP3216019U - 電気機械 - Google Patents
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Abstract
【課題】外部ケースが開いてカバーと本体がばらばらになるという望ましくないことが起こりにくい回転式電気機械を提供する。【解決手段】電気機械100は、本体103および本体103に結合されたカバー104により構成される密閉された外部ケース102と、ケース102内部に搭載されている固定子105と、回転子106と、を備え、固定子105は巻線型であって、少なくとも2つの磁極片108と、それぞれが、磁極片108の周りの複数のコイル110において巻かれている電気伝導体ワイヤにより構成されている複数の巻き線109と、を有する磁心107と、を備え、電気機械100は更に、ケース102内部に位置し、飽和吸水率が0.8未満のプラスチック材料から作製され、絶縁、および/または支持、および/また冷却機能を有する複数のプラスチック構成要素111、112、113、115を備える。【選択図】図1
Description
本考案は電気機械に関し、特には、密閉型の回転式電気機械に関する。
これらの機械は、気密密閉された本体により構成(define)される略円筒形の外部ケースを有し、本体の気密密閉はリベットによるカバーにより達成され、カバーからは機械自身の電力が供給される接続端子が突出している。
回転式電気機械は、本体に固定的に接続されている固定子と、本体に回転可能に接続されている回転子と、を備えている。
特に関連のある回転式電気機械は、ブラシレスモータと、直流モータと、を含む。
ブラシレスモータは、巻線固定子と、永久磁石回転子と、を有し、一方、直流モータは、永久磁石固定子と、電機子と呼ばれる巻線回転子と、を有する。
モータ用の電源回路はケース内に収納されており、上記の接続端子を通して電力が供給される。
前述したモータは、特に自動車の分野で、ダブル、シングル、または、軸方向、遠心力換気装置を駆動するために使用される。
電機子または巻線固定子は磁心と、磁心の2つ以上の磁極片の周りの複数の巻き線と、を備えている。巻き線は、介在するプラスチック絶縁体により磁極片から絶縁されている。
一般的に述べれば、回転子により回転されるプラスチック材料のファンをケース内部に設けて、電気機械内部に冷却空気流を生成できる。
高荷重のかかる、密閉された電気機械に対する解決策(例えば、国際公開第2009/019563号パンフレットおよび国際公開第2009/019562号パンフレットを参照)を多数開発してきた出願者は、これまで同業者には知られていなかった予期せぬ問題を特定した。
より具体的には、摂氏100度において4時間稼働している遠心力換気装置のテスト中に、外部ケースが開き、カバーと本体がばらばらになった。
また、9台の一軸モータの類似のテスト中にも、5つケースが開き、カバーとケース本体がばらばらになった。
この状況において、本考案の主要な目的は、電気機械、特には、上記のような不利点のない、密閉型の回転式電気機械を提案することである。
本考案の目的は、外部ケースが開いてカバーと本体がばらばらになるという望ましくないことが起こりにくい回転式電気機械を提供することである。
本考案の別の目的は、先行技術で知られている回転式電気機械よりも信頼性のより高い、改良された回転式電気機械を提供することである。
上述した技術的な目的と、少なくとも特定された目的は、ケース内部の、絶縁、および/または、支持、および/または、冷却機能を有するプラスチック構成要素が、飽和吸水率が0.8%未満のプラスチック材料から作製される電気機械により実質的に達成される。
実際、本考案者は、通常使用されている材料、例えば、PA66(ポリアミド)は、高荷重のかかる運転中にケースにおいて水蒸気を放出することを見出した。
水蒸気の存在は、プラスチック構成要素が作製される材料により吸収された水分が原因であり、モータの内部がある温度を超えると、蒸気の形態で放出される。
本明細書に関連のある密閉された機械において、水蒸気は逃げ出す手段を持たず、そのため、ケース内部の圧力が、カバーと本体がばらばらにされるまで増大する。
飽和吸水率が0.8%未満の材料の使用は、モータ内部のプラスチック構成要素に水が存在しない、または無視できる量しか存在しないことを保証する。これは、実際、モータが非常に高い荷重のかかる状況で運転されたときに水蒸気が形成されず、従って、カバーと本体がばらばらになることが防止されることを意味する。
本考案の他の特徴と利点は、付随する図面に示されるように、回転式電気機械の限定、除外されない(non-limiting and non-exclusive)好適な実施の形態を参照して、下記の詳細な記述から、より明確にされる。
図1と2を参照すると、参照番号100と200は、本考案に係る2つの電気機械をそれぞれ示している。
より具体的には、図1はブラシレスモータ100を示しており、一方、図2は直流または整流子モータ200を示している。
モータ100と200は、実質的に知られているタイプなので、それらの特徴は、本考案を理解するために必要な限度でのみ記述および示される。
モータ100と200はそれぞれ、本体103、203により構成されている密閉された外部ケース102、202と、対応する本体103、203に接続されているカバー104、204と、を備えている。
ケース102と202はそれぞれ固定子105、205と、回転子106、206(電機子)と、を収納している。
図1に示されている実施の形態において、つまり、ブラシレスモータ100において、回転子106は永久磁石型であり、一方、固定子105は巻線型である。
モータ100は、例えば、その全体の記述がここに参考文献として組み入れられる出願国際公開第2009/019562号パンフレットにおいて示され記述されているタイプである。
固定子105は、図示されている例においては12個の複数の磁極片108を有する磁心107を備えている。
固定子105は複数の巻き線109を備え、各巻き線は、磁極片108周りの複数のコイル110において巻かれている電気伝導体ワイヤにより構成されている。
図示されているように固定子105は、プラスチック材料から作製された、巻き線109と磁心107の間に位置している、第1および第2絶縁体111、112を備えている。
図示されている構成において、モータ100は、好ましくはプラスチックで作製された、回転子106に統合されている、ファン113を備えている。
使用中は、ファン113は、モータ100内部で冷却空気を循環させる。
図示されているように、モータ100は、モータ100を駆動し、ケース102内部に搭載されている電子モジュール114を備えている。
電子モジュール114は、プラスチック材の支持体115と、複数の電子構成要素を備えており、そのうちの幾つかが参照番号116により示されており、支持体115上に搭載されている。
図2に示されている実施の形態において、つまり、直流または整流子モータ200において、電機子206は整流子付き巻線型であり、一方、固定子206は永久磁石型である。
直流モータの例は、その全体の記述がここに参考文献として組み入れられる出願国際公開第2009/019563号パンフレットにおいて示され記述されている。
電機子206は、図示されている例においては20個の複数の磁極片208を有する磁心207を備えている。
電機子206は、模式的に示され、209で示されており、それぞれが磁極片208の周りの複数のコイルにおいて巻かれている電気伝導体ワイヤにより構成されている、複数の巻き線を備えている。
図示されているように、電機子206は、プラスチック材料から作製された、巻き線209と磁心207の間に位置している、第1および第2絶縁体211、212を備えている。
巻き線209は、既知の方法で、図示されていないプレートに適切に接続されており、プレートは、回転子206の電力整流子(power commutator)214を構成している。
図示されているように、モータ200は、ケース202内部において、プラスチック材料で作製され、かつ、整流子214上でスライドする接点を構成するブラシ216を支持するための、ブラシホルダー215を備えている。
より詳細に固定子205を見てみると、図示されている例においては4個の複数の磁石217と、プラスチック材料から作製された、通常は「磁石ホルダー」として知られている、磁石217用の支持体218と、を備えている。
支持体218は、モータ200の正確な運転のために、磁石217を本体203内部の定位置に保っている。
本考案によれば、プラスチック構成要素111、112、113、および115または211、212、215、および218の1つ以上は、ISO62に従って決められた飽和吸水率が0.8%未満のプラスチック材料から作製されている。
好都合なことであるが、吸水率の値は、例えば、平衡状態においてか、または、24時間の浸漬の後に、異なる基準に従って計算でき、または異なる方法で推定できる。
好ましくは、プラスチック構成要素111、112、113、および115または211、212、215、および218の1つ以上は、ISO62に従って決められた飽和吸水率が0.5%未満のプラスチック材料から作製される。
言い換えれば、ブラシレスモータ100において、第1および第2絶縁体111と112、および/または、ファン113、および/または、支持体115は、飽和吸水率が0.8%未満、好ましくは0.5%未満のプラスチック材料から作製されている。
好ましくは、第1および第2絶縁体111と112、および/または、ファン113、および/または、支持体115は、飽和吸水率が0.3%のプラスチック材料、例えば、ポリブチレンテレフタレート(PBT)または強靭PBT(tough PBT)から作製される。
または、第1および第2絶縁体111と112、および/または、ファン113、および/または、支持体115は、飽和吸水率が0.7%のプラスチック材料、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)または強靭PET(tough PET)から作製される。
または、第1および第2絶縁体111と112、および/または、ファン113、および/または、支持体115は、飽和吸水率が0.3%のプラスチック材料、例えば、ポリ(シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート)PCTから作製される。
好ましくは、ブラシレスモータ100のプラスチック構成要素111、112、113、および、115の1つ以上のプラスチック材料もまた、30%から35%の、例えばガラス繊維のような強化材料を備える。
電気整流子機械200を参照すると、実際は、第1および第2絶縁体211と212、および/または、ブラシホルダー215、および/または、磁石用の支持体218は、飽和吸水率が0.8%未満、好ましくは0.5%未満のプラスチック材料から作製されていることを見ることができる。
好ましくは、第1および第2絶縁体211と212、および/または、ブラシホルダー215、および/または、磁石用の支持体218は、飽和吸水率が0.3%の、例えば、PBTまたは強靭PBTのようなプラスチック材料から作製される。
または、第1および第2絶縁体211と212、および/または、ブラシホルダー215、および/または、磁石用の支持体218は、飽和吸水率が0.7%の、例えば、PETまたは強靭PETのようなプラスチック材料から作製される。
または、第1および第2絶縁体211と212、および/または、ブラシホルダー215、および/または、磁石用の支持体218は、飽和吸水率が0.3%の、例えば、PCTのようなプラスチック材料から作製される。
好ましくは、整流子機械200のプラスチック構成要素211、212、215、および218の1つ以上のプラスチック材料もまた、30から35%の、例えばガラス繊維のような強化材料を備える。
本考案は次の重要な利点を有している。
飽和吸水率が0.8%未満の材料の使用、つまり、密閉されたモータ内部における、「非吸湿性(non-hygroscopic)」材料としても知られている材料の使用は、モータ内部の温度が非常に高いときに、本体に対してカバーが開くという望ましくないことを防止する。
この方法で作製された電気機械はこのため、従来技術の機械と比べて、より荷重の高い状況においてさえ、作業に対しては、より信頼性があり、より適切である。
Claims (10)
- 本体(103、203)と、前記本体(103、203)に結合されたカバー(104、204)により構成される密閉された外部ケース(102、202)と、
前記外部ケース(102、202)内部に搭載されている固定子(105、205)と回転子(106、206)と、
前記固定子(105、205)と前記回転子(106、206)の少なくとも1つであって、
少なくとも2つの磁極片(108、208)と、それぞれが、前記磁極片(108、208)の周りに複数のコイル(110)として巻かれている電気伝導体ワイヤにより構成されている複数の巻き線(109、209)と、を有する磁心(107、207)を備えた、前記固定子(105、205)と前記回転子(106、206)の少なくとも1つと、
を備える電気機械であって、
前記電気機械は更に、前記ケース(102、202)内部に位置し、絶縁、および/または、支持、および/または、冷却機能を有する複数のプラスチック構成要素(111、112、113、115、211、212、215、218)を備え、
前記プラスチック構成要素(111、112、113、115、211、212、215、218)は、飽和吸水率が0.8%未満のプラスチック材料から作製され、
前記プラスチック構成要素(111、112、113、115、211、212、215、218)は、少なくとも前記ケース(102)内部のファン(113)であって、前記回転子(106)と統合されているファン(113)を備えていることを特徴とする電気機械。 - 前記プラスチック構成要素(111、112、113、115、211、212、215、218)は、飽和吸水率が0.5%未満のプラスチック材料から作製されていることを特徴とする請求項1に記載の電気機械。
- 前記プラスチック構成要素(111、112、113、115、211、212、215、218)が作製される前記プラスチック材料は、PBTを備えることを特徴とする請求項1または2に記載の電気機械。
- 前記プラスチック構成要素(111、112、113、115、211、212、215、218)が作製される前記プラスチック材料は、強靭PBTを備えることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の電気機械。
- 前記プラスチック構成要素(111、112、113、115、211、212、215、218)が作製される前記プラスチック材料は、PETを備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の電気機械。
- 前記プラスチック構成要素(111、112、113、115、211、212、215、218)が作製される前記プラスチック材料は、強靭PETを備えることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の電気機械。
- 前記プラスチック構成要素(111、112、113、115、211、212、215、218)が作製される前記プラスチック材料は、PCTを備えることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の電気機械。
- 前記プラスチック構成要素(111、112、113、115、211、212、215、218)が作製される前記プラスチック材料は、30%から35%の強化材料を備えることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の電気機械。
- 巻線固定子(105)を備え、
前記プラスチック構成要素(111、112、113、115、211、212、215、218)は、
前記磁心(107)と前記固定子(105)の前記巻き線(109)との間に介在された少なくとも1つの絶縁体(111、112)と、および/または、
前記ケース(102)内部のファン(113)であって、前記回転子(106)と統合されているファン(113)と、および/または、
前記電気機械を駆動するための電子モジュール(114)用の支持体(115)と、を備え、
前記電気機械は、特には、ブラシレス永久磁石電気機械(100)であることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の電気機械。 - 巻線回転子(206)と、永久磁石固定子(105)と、を備え、
前記プラスチック構成要素(111、112、113、115、211、212、215、218)は、
前記磁心(207)と前記回転子(206)の前記巻き線(209)との間に介在された少なくとも1つの絶縁体(211、212)と、および/または、
前記ケース(102)内部のブラシホルダー(215)と、および/または、
前記磁石用の支持体(218)と、を備え、
前記電気機械は、特には、電気整流子機械(200)であることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の電気機械。
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